Materiamateria energiaenergia biomabioma ECOSISTEMAECOSISTEMA DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS...

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ECOSISTEMAECOSISTEMAECOSISTEMAECOSISTEMA

DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014 UNICATT

Ecoetichette:Luce Rettile Organico Pesce

Acqua Uccello Pianta erbacea Lombrico

Sali Rocce Albero Calore

CO2 Insetto Mammifero carnivoro

Umidità

O2 Gasteropode Mammifero ruminante

Pioggia

Il pianeta ACQUA

Dov’è l’acqua?Tutta uguale? Campionare e misurare

La quantità di ENERGIA proveniente dal SOLE

Genera i passaggi di stato dell’acqua e le sue note manifestazioni naturali: ►provoca l’evaporazione (da liquido a vapore); ►induce la solidificazione con la formazione del ghiaccio e della neve; ►la fusione da solido a liquido o la sublimazione da solido a gassoso; ►determina il passaggio di condensazione da vapore a liquido (rugiada)e quello da vapore a ghiaccio (brina)

Produce nei vegetali il fenomeno della evapotraspirazione e dell’assorbimento radicale di acqua.

I passaggi di statosono continui e in equilibrio dinamico: stati coesistenti

Solido Liquido Vapore

Il territorioScoprire il proprio… anche quando è lontano

Acqua potabileUsarla e conservarla

Le proprietà cruciali dell’Acqua: proprietà fisiche - aspetti termici

Il calore specifico dell’acqua è alto:

“la pentola è rovente, ma l’acqua è ancora fredda…”

Effetto “Tampone termico”

Anche il suo calore di evaporazioneè alto:

L’evaporazione di una piccola quantità di acqua asporta una notevole quantità di energia

Effetto “Rinfrescante” dell’evaporazione

Alcune precisazioni:- Il calore (es. la sensazione di caldo) è un trasferimento di energia termica in atto.- L’energia termica è l’energia cinetica media delle particelle (vibr. trasl. rotaz.)- La temperatura è una grandezza scalare che esprime una differenza di energia termica tra due corpi.- Il calore specifico è la quantità di calore necessaria ad innalzare di 1°C la temperatura di 1 g di acqua.- Il calore di evaporazione è la quantità di calore necessaria per evaporare 1 g di acqua.

Insieme all’acqua liquida, sul nostro pianeta possono convivere anche gli altri stati fisici, quello solido e quello di vapore, grazie a proprietà chimico-fisiche uniche e specifiche della molecola d’acqua.

L’acqua è presente in tutti i suoi stati fisici

Interazioni ponte-HH H O

Vapore acqueo(stato gassoso)

Acqua liquida

Ghiaccio(stato solido)

Una cellula PROCARIOTE

Una cellula EUCARIOTEUn virus non è una cellula

VIRUSingrandito da 20 a 100 volte rispettto al batterio a fianco

BATTERIO

Membrana: il mosaico fluido

Due aminoacidi (in natura sono 20)

FENILALANINA ISOLEUCINA

Porzione conservata H2N – CH – COOH │ Porzione variabile

Una PROTEINALa PIRUVATO DEIDROGENASIRealizza una reazione di trasformazione dell’Acido piruvico

Dimensioni della FENILALANINA e della ISOLEUCINA rispetto

alla proteina

Centinaia o migliaia di A.A.

Il DNAFabbricato in classe

Un cromosoma è un filamento a doppia elica di DNA superavvolto.Un cromosoma a forma di X è una coppia di filamenti di DNA uguali (replicati): i cromatidi fratelli.

Replicazione: la cellula sa clonare il suo DNA

TFA – DIDATTICA DELLE SCIENZE UNICATTDIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014 UNICATT

DNA o cromosomi?

La mitosi

La diploidia(2n)

La meiosi

Il rimescolamento dei geni

I cromosomi omologhi si appaiano e scambiano fra loro brevi tratti di cromosoma (sequenze di geni)

replicazione

Immaginiamo che il dorso azzurro della carta corrisponda a un allele “dominante” e il dorso grigio all’allele “recessivo” dello stesso gene.

Cromosomi omologhisequenza genica

Cromosomi omologhicoppie alleliche

Cromosomi omologhi nella fase S

Appaiamento dei cromosomi omologhi replicati

I geni si sono riassortiti a caso: la loro sequenza è cambiata in termini di dominanza e recessività.

Cromosomi omologhisequenza genica

Cromosomi omologhicoppie alleliche

Cromosomi omologhi replicati appaiatiGeni riassortiti

La meiosi

L’impresa di G. MendelDominanza, segregazione, riassortimento

Ecosistema - BIOMA:DOMINIAlbero filogenetico della vita

BIOMA:ProcariotiARCHEAEUBACTERIA

BIOMA:Eucarioti - PROTISTIALGHE unicellul.PROTOZOI

Cellula animale: ETEROTROFACellula animale: ETEROTROFA

Parete cellulare di cellulosa (polimero del glucosio)

Plasmodesma Vacuolo vegetale Cloroplasto

Cellula vegetale: AUTOTROFACellula vegetale: AUTOTROFA

Sede della respirazione:C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 che si svolge a cavallo della membrana interna (creste)

OH|C=O|C = O|CH3 Acido piruvico

Nel citoplasma della cellula: Glucosio 2 Ac. piruvicoNel mitocondrio: Ac. piruvico + O2 + ADP + Pi H2O + CO2 + ATP

MitocondrioMitocondrioDIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014 UNICATT

Stroma(spazio che accoglie

i tilicaoidi)Tilacoidi e

spazio tilacoide

Grani(pile di tilacoidi)

Sede della fotosintesi:6H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2

che si svolge a cavallo delle membrane tilacoidi

Clorofilla + lux + H2O O2 + e-e- + CO2 C6H12O6

CloroplastoCloroplastoDIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014 UNICATT

Tessuto vegetale

Cellula vegetale di colonia di Spyrogira(alga protista)

L’abbiamo vista in laboratorio.

NON E’ UN PROTOZOO

daphnia

vorticellaparamecio

BIOMA:Eucarioti FUNGHI e MUFFE

http://madscientist.altervista.org/microcosmo/microrganismi/microrganismi.htmhttp://madscientist.altervista.org/microcosmo/microrganismi/microrganismi.htm

BIOMA: Eucarioti PIANTEBIOMA: Eucarioti PIANTE

EucariotiPIANTEBriofitePteridofite

EucariotiPIANTEGimnosperme

EucariotiPIANTEAngiospermeDicotiledoni

EucariotiPIANTEAngiospermeMonocotiledoni

EucariotiPIANTEAngiospermeDicotiledoni

Foglia (sezione)Foglia (sezione)

BIOMA: Eucarioti ANIMALIBIOMA: Eucarioti ANIMALI

PORIFERIPORIFERI

CNIDARIPolipiMeduse

NEMERTININEMERTINIPLATELMINTIPLATELMINTI

ROTIFERIROTIFERI• Dimensioni 300-900 m

• Ruota di ciglia che serve per convogliare

il cibo verso l’apparato masticatore

(mastax)

• Dimensioni 300-900 m

• Ruota di ciglia che serve per convogliare

il cibo verso l’apparato masticatore

(mastax)

TARDIGRADITARDIGRADI• Organismi trasparenti

• Dimensioni 0.5-1 mm

• 4 paia di zampe con unghie terminali

• Imparentati con gli artropodi

• Organismi trasparenti

• Dimensioni 0.5-1 mm

• 4 paia di zampe con unghie terminali

• Imparentati con gli artropodi

NEMATODI:NEMATODI:• Sono i più abbondanti rappresentanti della fauna idrobionte

• Vermi filamentosi (nema = filo)

• Trasparenti

• Sono i più abbondanti rappresentanti della fauna idrobionte

• Vermi filamentosi (nema = filo)

• Trasparenti

Larva trocofora

ANELLIDIOligocheti - Policheti -

Irudinei

ANELLIDIOligocheti - Policheti -

Irudinei

MOLLUSCHICefalopodiGasteropodiBivalvi

ARTROPODIinsettiARTROPODIinsetti

ARTROPODIaracnidiARTROPODIaracnidi

ARTROPODIcrostaceiARTROPODIcrostacei

gamberoscampo

aragosta

astice

daphnia

ECHINODERMIStella marinaRiccio di mare

Anfiosso

Lampreda (Vertebrati agnati)

CORDATICefalocordatiTunicatiVertebrati

Ascidia

CORDATITunicatiCORDATITunicati

Ascidia

CORDATI Vertebrati: PESCIAgnati (Lampreda)CondroittiOsteitti

CORDATI Vertebrati: ANFIBIAnuriUrodeli(Apodi)

squamati

Arcosauri (loricati) CORDATI Vertebrati: RETTILICORDATI Vertebrati: RETTILI

Cheloni

CheloniArcosauriSquamati(Rincocefali estinti)

FAMIGLIE morbide

Dominio:EukaryotaRegno:AnimaliaSottoregno:EumetazoaRamo:BilateriaSuperphylum:Deuterostomia

Phylum:ChordataSubphylum:VertebrataInfraphylum:GnathostomataSuperclasse:Tetrapoda

Classe:MammaliaSottoclasse:TheriaInfraclasse:EutheriaSuperordine:Euarchontoglires(clade):Euarchonta

Ordine:PrimatesSottordine:HaplorrhiniInfraordine:Simiiformes

Parvordine:CatarrhiniSuperfamiglia:HominoideaFamiglia:HominidaeSottofamiglia:HomininaeTribù:HomininiSottotribù:HomininaGenere:Homo

Specie:H. sapiens

Ecosistema -BIOMA:Livelli troficiGli esseri viventi appartenenti alla comunità dello stesso ecosistema si collocano ad un certo livello della SCALA o PIRAMIDE TROFICA presso il quale possono acquisire energia(es. per predazione) e possono cederla(es. venendo predati da qualcuno)

PIRAMIDE TROFICAAmerica centralePIRAMIDE TROFICAAmerica centrale

PIRAMIDE TROFICAEuropa centralePIRAMIDE TROFICAEuropa centrale

Le alghe assorbono dall'acqua i sali minerali.I crostacei mangiano le alghe.La carpa mangia i crostacei.Il luccio mangia la carpa.I batteri trasformatori trasformano in sali minerali i resti del luccio, degli altri animali e delle alghe morte.I sali minerali servono alle alghe per preparare nuovo cibo.Cosi la catena non si spezza mai.

I fiori assorbono dal terreno i sali minerali.La farfalla succhia il polline dei fiori.Le rane mangiano le farfalle.Le bisce d' acqua mangiano le raneIl falco di palude mangia le bisce d' acqua.I batteri trasformatori trasformano in sali minerali i resti del falco, degli altri animali e vegetali.I sali minerali servono ai vegetali per preparare nuovo cibo.COSI' LA CATENA NON SI SPEZZA MAI.

Qui da noi…Qui da noi…DIDATTICA DELLE SCIENZE MMFFNN – PAS 2014 UNICATT

H.B.D. Kettlewell

EVOLUZIONE:Le strutture si evolvono in equilibrio con i mutamenti ambientali e con quelli strutturali di tutti gli altri esseri viventi appartenenti allo stesso ecosistema

EcosistemaBIOMALivelli delle strutture

Evoluzione: STRUTTURE OMOLOGHE

La stessa struttura può trasformarsi in modi differenti per svolgere funzioni diverse

Evoluzione: STRUTTURE OMOLOGHE

La stessa struttura può trasformarsi in modi differenti per svolgere funzioni diverse

Evoluzione: STRUTTURE ANALOGHE

C’è una curiosa analogia di trasformazioni evolutive in ecosistemi differenti

Evoluzione: STRUTTURE ANALOGHE

C’è una curiosa analogia di trasformazioni evolutive in ecosistemi differenti

Struthiomimus altus,un ornitomimosauro del tardo Cretaceo

Struthio camelus

Bioma: EVOLUZIONETempo e trasformazione

Classe

Sottoclasse

Infraclasse

Superordine

Ordine

Sottordine

Infraordine

Parvordine

Superfamiglia

Famiglia

Sottofamiglia

Tribù

Sottotribù

Genere

Specie

Mammalia

Theria

Eutheria

E. Euarchonta

Primates

Haplorrhini

Simiiformes

Catarrhini

Hominoidea

Hominidae

Homininae

Hominini

Hominina

H. sapiens

SCIMPANZE’

Mammalia

Theria

Eutheria

E. Euarchonta

Primates

Haplorrhini

Simiiformes

Catarrhini

Hominoidea

Hominidae

Homininae

Hominini

(Hominina) Panina

(Homo) Pan

P. troglodytes

ORANGO

Mammalia

Theria

Eutheria

E. Euarchonta

Primates

Haplorrhini

Simiiformes

Catarrhini

Hominoidea

Hominidae

Ponginae

P. pygmaeus

CERCOPITECO VERDE

Mammalia

Theria

Eutheria

E. Euarchonta

Primates

Haplorrhini

Simiiformes

Catarrhini

Cercopithecoidea

Cercopithecidae

Cercopithecinae

Cercopithecini

Chlorocebus

C. pygerithrus

BIOMA - Evoluzione:IL TEMPO

TFA – DIDATTICA DELLE SCIENZE UNICATT

Evoluzione – Tempo:LA CLADISTICA

Evoluzione – Tempo:EVO-DEVO

La bella Lucy…L’Australopitecus afarensis

TFA – DIDATTICA DELLE SCIENZE UNICATT

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